JP2011027951A

JP2011027951A - 液晶表示パネル

Info

Publication number: JP2011027951A
Application number: JP2009172846A
Authority: JP
Inventors: Toshiharu Matsushima; 寿治松島
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2009-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2011-02-10

Abstract

【課題】視野角制御用サブ画素を備えた液晶表示パネルにおいて、視野角制御用サブ画素
の液晶層以外の誘電体を増加させて、ＴＶ特性の急峻を緩和し、できるだけ表示用サブ画
素のＴＶ特性に近似させることにより、階調表示を容易にさせ、コスト面を向上させた液
晶表示パネルを提供すること。
【解決手段】液晶層ＬＣを挟持して対向配置された第１基板ＡＲ及び第２基板をＣＦ有し
、１画素毎に表示用サブ画素１４Ａと視野角制御用サブ画素１５Ａが隣接配置され、視野
角制御用サブ画素１５Ａには一対の電極２５、３０Ａと、前記一対の電極２５、３０Ａ間
に液晶層ＬＣを挟む一対の配向膜２７、３４が形成されている液晶表示パネル１０Ａであ
って、視野角制御用サブ画素１５Ａには一対の電極２５、３０Ａ間に液晶層ＬＣ及び配向
膜２７、３４とは異なるオーバーコート層３３からなる誘電体膜が形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、視野角制御用サブ画素を備えた液晶表示パネルに関し、特に視野角制御用サ
ブ画素の一対の電極間に液晶層とは別の誘電体が形成されている、視野角制御特性が良好
な液晶表示パネルに関する。

液晶表示パネルはＣＲＴ（陰極線管）と比較して軽量、薄型、低消費電力という特徴が
あるため、表示用として多くの電子機器に使用されている。液晶表示パネルは、所定方向
に整列した液晶分子の向きを電界により変えて、液晶層の光の透過量を変化させて画像を
表示させるものである。このような液晶表示パネルには、外光が液晶層に入射し、反射板
で反射されて再び液晶層を透過して出射する反射型のものと、バックライト装置からの入
射光が液晶層を透過する透過型のものと、その両方を備えた半透過型のものとが存在して
いる。

液晶表示パネルの液晶層に電界を印加する方法として、縦電界方式のものと横電界方式
のものとが知られている。縦電界方式の液晶表示パネルは、液晶層を挟んで配置される一
対の電極により、概ね縦方向の電界を液晶分子に印加するものである。この縦電界方式の
液晶表示パネルとしては、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＶＡ（Vertical Alignment
）モード、ＭＶＡ（Multi-domain Vertical Alignment）モード等のものが知られている
。横電界方式の液晶表示パネルは、液晶層を挟んで配設される一対の基板のうちの一方の
内面側に一対の電極を互いに絶縁して設け、概ね横方向の電界を液晶分子に対して印加す
るものである。この横電界方式の液晶表示パネルとしては、一対の電極が平面視で重なら
ないＩＰＳ（In-Plane Switching）モードのものと、重なるＦＦＳモードのものとが知ら
れている。

このうち、ＩＰＳモードの液晶表示パネルは、画素電極と共通電極とからなる一対の電
極をそれぞれ互いに電気的に絶縁された状態で噛み合うようにくし歯状に形成し、画素電
極と共通電極との間に横方向の電界を液晶に印加するものである。このＩＰＳモードの液
晶表示パネルは、縦電界方式の液晶表示パネルよりも視野角が広いという利点を有してい
る。

また、ＦＦＳモードの液晶表示パネルは、絶縁膜を介して共通電極と画素電極とからな
る一対の電極をそれぞれ異なる層に配置し、液晶層側の共通電極又は画素電極にスリット
状開口を設け、このスリット状開口を通る概ね横方向の電界を液晶層に印加するものであ
る。このＦＦＳモードの液晶表示パネルは、広い視野角を得ることができると共に画像コ
ントラストを改善できるという効果があるので、近年、多く用いられるようになってきて
いる。このＦＦＳモードの液晶表示パネルには、共通電極及び画素電極がスイッチング素
子としての薄膜トランジスターＴＦＴ（Thin Film Transistor）と実質的に同一の平面に
形成されたものと、共通電極及び画素電極が共にＴＦＴの上方に配置されたものとが知ら
れている。

このうち、共通電極及び画素電極が共にＴＦＴの上方に配置されたＦＦＳモードの液晶
表示パネルは、ＴＦＴ等の表面が層間樹脂膜で被覆され、この層間樹脂膜の表面に電極間
絶縁膜をはさんで透明導電性材料からなる下電極とスリット状開口を有するが上電極とが
形成されている。この上電極及び下電極は、共に画素電極及び共通電極の何れとしても作
動させることが可能である。

上述のように、横電界方式の液晶表示パネルは広い視野角を有しているが、秘匿情報を
表示するときは、他人に視認されないようにするため、狭い視野角の方が望ましい。そこ
で、下記特許文献１〜３に示されているように、表示用サブ画素に隣接して視野角制御用
サブ画素を設けて、必要なときに適宜視野角を狭くすることができるようにした液晶表示
パネルが知られている。この視野角制御用サブ画素は、表示用サブ画素とは異なる電界を
液晶分子に印加させて液晶分子の配向を異ならせることにより、視野角を狭くするもので
ある。表示用サブ画素と視野角制御用サブ画素の液晶は同種のものであり、表示用サブ画
素はＶＡモード（下記特許文献２参照）、ＩＰＳモード（下記特許文献１参照）、ＦＦＳ
モード（下記特許文献３参照）等が可能とされている。

特開２００７−１５６４０３号公報特開２００７−１７８９４８号公報特開２００７−１７８９７９号公報

しかしながら、従来の視野角制御用サブ画素は、駆動電圧が印加される一対の電極間に
配置されている誘電体は、液晶層以外は一対の配向膜のみであった。配向膜の膜厚は約５
００Å〜１０００Å程度と薄いので、一対の電極間に印加される駆動電圧は大部分が液晶
層に印加されるため、視野角制御用サブ画素の駆動電圧に対する輝度の特性、すなわちＴ
Ｖ曲線は急峻な特性を有していることになる。このために、視野角制御用サブ画素はわず
かな電圧変化で大きな輝度変化を生じることとなり、多階調の視野角制御を設定すること
は困難であった。

また、従来の視野角制御用サブ画素は、視野角制御用サブ画素のＴＶ曲線が表示用サブ
画素のＴＶ曲線と大きく異なるために、視野角制御用サブ画素の駆動電圧を表示用サブ画
素の駆動電圧と同一にすることができなかった。したがって、従来の視野角制御用サブ画
素を備える液晶表示パネルでは、表示用サブ画素の駆動電圧の生成とは別に視野角制御用
サブ画素の駆動電圧の生成が必要であり、例えば、ソースドライバーのＤＡ変換回路とし
て表示用サブ画素用と視野角制御用サブ画素用の二つが必要となり、価格上昇の原因とな
る問題があった。また、従来の視野角制御用サブ画素を備える液晶表示パネルにおいては
、視野角制御用サブ画素の電極と表示用サブ画素の電極を互いに電気的に接続することが
できず、表示領域の周縁部に形成されている額縁領域の面積を狭くすることができないと
いう問題があった。

また、従来の視野角制御用サブ画素を備える液晶表示パネルにおいては、視野角制御用
サブ画素の階調テーブルは、表示用サブ画素の階調テーブルとは異なるために、階調テー
ブルを使用して階調表示を行うときには、別々の階調テーブルが必要となって記憶容量が
増加するという問題があった。

本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、視野角
制御用サブ画素を備えた液晶表示パネルにおいて、視野角制御用サブ画素のＴＶ特性の急
峻な変化を緩和させて表示用サブ画素のＴＶ特性に近似させ、階調的な視野角制御を容易
に行うことができるようにすると共に、表示用サブ画素と同じ階調テーブルを使用するこ
とができるようにした液晶表示パネルを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液晶表示パネルは、液晶層を挟持して対向配置され
た第１基板及び第２基板を有し、表示用サブ画素と視野角制御用サブ画素とが配置され、
前記視野角制御用サブ画素は、前記第１基板に形成された電極と前記第２基板に形成され
た電極とからなる一対の電極と、前記一対の電極間に前記液晶層を挟む一対の配向膜が形
成されている液晶表示パネルであって、前記視野角制御用サブ画素は縦電界方式であり、
前記一対の電極間に前記液晶層及び前記配向膜とは異なる誘電体膜が形成されていること
を特徴とする。

本発明の液晶表示パネルにおいては、縦電界方式の視野角制御用サブ画素の一対の電極
間には、液晶層及び配向膜とは異なる誘電体膜が形成されている。これにより、視野角制
御用サブ画素では、一対の電極間に印加された電圧は新たに加えられた誘電体膜によって
分圧されるため、液晶層に直接印加される印加される電圧が低くなる。そのため、本発明
の液晶表示パネルによれば、ＴＶ特性の急峻が緩和され、階調的に視野角制御を行うこと
ができるようになる。なお、視野角制御用サブ画素は、１画素毎に一つ形成してもよく、
１画素に視野角制御用サブ画素があるものと視野角制御用サブ画素がないものとが混在し
ていてもよい。

また、本発明の液晶表示パネルにおいては、前記視野角制御用サブ画素は、前記一対の
電極間の前記液晶層による容量をＣ１とし、前記液晶層以外の誘電体膜による容量をＣ２
としたとき、
Ｃ２／Ｃ１≧０．５
の関係を満たしていることが好ましい。

このような条件を満たしていると、視野角制御用サブ画素のＴＶ特性の急峻の緩和効果
が大きく現れるようになる。なお、Ｃ２／Ｃ１の最大値は、視野角制御用サブ画素の一対
の電極間に印加される電圧の値によって変化するが、液晶層以外の誘電体膜による容量Ｃ
２が大きすぎると、液晶層に印加される電圧が小さくなるために視野角制御効果が低下し
出す。例えば、Ｖall≦６Ｖとし、ＶＬｃ≧１とした場合、Ｃ２／Ｃ１≦５位が最適とな
る。

また、本発明の液晶表示パネルにおいては、前記表示用サブ画素には樹脂膜及び無機絶
縁膜の少なくとも一方が形成され、前記視野角制御用サブ画素の誘電体膜は前記表示用サ
ブ画素に形成されている前記樹脂膜及び前記無機絶縁膜の少なくとも一方と同一の材料か
らなることが好ましい。

表示用サブ画素に形成されている樹脂膜ないし無機絶縁膜は誘電体膜そのものである。
そのため、本発明の液晶表示パネルによれば、特に視野角制御用サブ画素の誘電体膜形成
工程を設けることなく、表示用サブ画素の形成時に同時に視野角制御用サブ画素の誘電体
膜を形成することができるようになる。

また、本発明の液晶表示パネルにおいては、前記表示用サブ画素は、前記第１基板に前
記液晶層の液晶分子に電界を印加する一対の電極が形成されたＩＰＳモードで作動するも
のとすることができる。

本発明の液晶表示パネルによれば、表示用サブ画素をＩＰＳモードで作動するものとし
たので、広視野角が得られると共に、視野角制御用サブ画素を設けたことの効果が顕著に
表れる。

また、本発明の液晶表示パネルにおいては、前記表示用サブ画素は、前記第１基板に前
記液晶層の液晶分子に電界を印加する一対の電極が形成されたＦＦＳモードで作動するも
のであり、前記無機絶縁膜は前記表示用サブ画素の前記一対の電極間に形成されている電
極間絶縁膜と同一の材料からなるものとすることができる。

本発明の液晶表示パネルによれば、表示用サブ画素をＦＦＳモードで作動するものとし
たので、広視野角が得られると共に、視野角制御用サブ画素を設けたことの効果が顕著に
表れる。加えて、ＦＦＳモードの液晶表示パネルは、上電極と下電極との間に窒化ケイ素
ないし酸化ケイ素からなる無機絶縁膜（電極間絶縁膜とも称される）が形成されている。
そのため、本発明の液晶表示パネルによれば、特に視野角制御用サブ画素の誘電体膜形成
工程を設けることなく、表示用サブ画素の無機絶縁膜の形成時に同時に視野角制御用サブ
画素の誘電体膜を形成することができるようになる。

また、本発明の液晶表示パネルにおいては、前記樹脂膜はカラーフィルター層を覆うオ
ーバーコート層と同一の材料で形成されているものとすることができる。

オーバーコート層は、カラーフィルター層間の段差を平らにすると共にカラーフィルタ
ー層かが不純物等が液晶層内に漏れ出てこないようにするために形成されるものであるが
、誘電体層そのものである。本発明の液晶表示パネルによれば、特に視野角制御用サブ画
素の誘電体膜形成工程を設けることなく、表示用サブ画素のオーバーコート層の形成時に
同時に視野角制御用サブ画素のオーバーコート層からなる誘電体膜を形成することができ
るようになる。

また、本発明の液晶表示パネルにおいては、前記樹脂膜はカラーフィルター層及び前記
カラーフィルター層を覆うオーバーコート層と同一の材料で形成されているものとするこ
ともできる。

カラーフィルター層は樹脂膜に色素を混入したものであるから、カラーフィルター層及
びオーバーコート層共に誘電体膜そのものである。そのため、本発明の液晶表示パネルに
よれば、特に視野角制御用サブ画素の誘電体膜形成工程を設けることなく、表示用サブ画
素のカラーフィルター層及びオーバーコート層の形成時に同時に視野角制御用サブ画素の
カラーフィルター層及びオーバーコート層からなる誘電体膜を形成することができるよう
になる。

また、本発明の液晶表示パネルにおいては、前記視野角制御用サブ画素は電圧−透過率
曲線が前記表示用サブ画素のものと同様となされていることが好ましい。

本発明の液晶表示パネルによれば、視野角制御用サブ画素の電圧−透過率曲線が表示用
サブ画素の電圧−透過率曲線と同様となされているため、視野角制御用サブ画素による視
野角制御の階調を表示用サブ画素の表示階調とほぼ同じ電圧印加で制御することができる
ようになる。

また、本発明の液晶表示パネルにおいては、前記視野角制御用サブ画素は前記表示用サ
ブ画素の階調テーブルを共通使用していることが好ましい。

本発明の液晶表示パネルにおいては、視野角制御用サブ画素の電圧−透過率曲線が表示
用サブ画素の電圧−透過率曲線と同様となされているため、視野角制御用サブ画素は表示
用サブ画素の階調テーブルを共通使用することができる。そのため、本発明の液晶表示パ
ネルによれば、別途視野角制御用サブ画素の制御用階調テーブルを備える必要がなくなる
ので、その分だけ表示領域の周囲の額縁領域の面積を減らすことができ、しかも、安価に
製造できる液晶表示パネルとなる。

また、本発明の液晶表示パネルにおいては、前記視野角制御用サブ画素の前記第２基板
側に形成された電極は前記表示用サブ画素に亘って延在されており、前記表示用サブ画素
のシールド電極を兼ねていることがこのましい。

本発明の液晶表示パネルによれば、視野角制御用サブ画素の一対の電極のうちの第２基
板側に形成されている電極が１画素を形成する表示用サブ画素に亘って延在されておおり
、この電極がシールド電極として作動するため、人の指等が近接する等、外部から静電気
が印加されても表示画質に悪影響を与えることが抑制された液晶表示パネルが得られる。

第１実施形態の１画素のアレイ基板の概要を示す平面図である。図１のII−II線の断面図である。図１のIII−III線の断面図である。図１のIV−IV線の断面図である。図４に対応する第１実施形態の変形例を示す断面図である。図４に対応する第２実施形態の断面図である。第３実施形態の１画素のアレイ基板の概要を示す平面図である。図７のVIII−VIII 線の断面図である。図７のIX−IX線の断面図である。図７のＸ−Ｘ線の断面図である。実施形態及び従来例のＴＶ曲線を示す図である。

以下、実施形態及び図面を参照にして本発明を実施するための最良の形態を説明するが
、以下に示す実施形態は、本発明をここに記載したものに限定することを意図するもので
はなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行っ
たものにも均しく適用し得るものである。

なお、ここで述べるアレイ基板及びカラーフィルター基板の「表面」とは各種配線が形
成された面ないしは液晶と対向する側の面を示すものとする。また、この明細書における
説明のために用いられた各図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大
きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示しており、必ずしも実際の寸法
に比例して表示されているものではない。

［第１実施形態］
第１実施形態の液晶表示パネル１０Ａの要部の構成を図１〜図４を用いて説明する。第
１実施形態の液晶表示パネル１０Ａは、カラー表示の横電界方式のＦＦＳモードの表示領
域１２Ａと縦電界方式の視野角制御領域１３Ａを備えており、図２〜図４に示すように、
液晶層ＬＣがアレイ基板ＡＲとカラーフィルター基板ＣＦで挟持される構成となっている
。なお、表示領域１２ＡはＦＦＳモードで作動するものであり、視野角制御領域１３Ａは
ＶＡモードで作動するものであり、液晶層ＬＣを共通で使用することができる。液晶表示
パネル１０Ａは行方向（図１のＸ軸方向）及び列方向（図１のＹ軸方向）に複数個整列し
た各画素（画素）１１Ａを有している。図１に示すように、１画素１１Ａは表示領域１２
Ａと、表示領域１２Ａに隣接して配設される視野角制御領域１３Ａで構成されている。表
示領域１２Ａは、例えばＲ（赤）・Ｇ（緑）・Ｂ（青）の３色表示の表示用サブ画素１４
Ａで構成され、これらの色の光の混色で各画素の色が定められる。視野角制御領域１３Ａ
は１つの視野角制御用サブ画素１５Ａを備えている。

図１に示すように、アレイ基板ＡＲの表示用サブ画素１４Ａと視野角制御用サブ画素１
５ＡにはいずれもＸ軸方向に延在するアルミニウムやモリブデン等の不透明な金属からな
る走査線１６およびコモン配線１７と、Ｙ軸方向に延在するアルミニウムやモリブデン等
の不透明な金属からなる信号線１８と、走査線１６と信号線１８の交差点近傍に配設され
るＴＦＴを備えている。なお、表示用サブ画素１４ＡのＴＦＴと視野角制御用サブ画素１
５ＡのＴＦＴはいずれも同一構成である。

アレイ基板ＡＲは透明な絶縁性を有するガラスや石英、プラスチック等からなる第１透
明基板１９を基体としている。第１透明基板１９上には、液晶層ＬＣに面する側に、走査
線１６とコモン配線１７が形成されている。走査線１６からはゲート電極Ｇが延設されて
いる。表示用サブ画素１４Ａのみに、コモン配線１７と部分的に接続されてＩＴＯ（Indi
um Thin Oxide）ないしＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電性材料からなる下電極
２０が形成されている。コモン配線１７と電気的に接続された下電極２０は表示用サブ画
素１４Ａの略全透明領域に形成されており、共通電極として作動する。走査線１６、ゲー
ト電極Ｇ、表示用サブ画素１４Ａの下電極２０を覆うようにして窒化ケイ素や酸化ケイ素
等からなる透明なゲート絶縁膜２１が積層されている。そして、平面視でゲート電極Ｇと
重なるゲート絶縁膜２１上には非晶質シリコンや多結晶シリコンなどからなる半導体層２
２が形成されている。ゲート絶縁膜２１上には信号線１８が形成されている。この信号線
１８からはソース電極Ｓが延設され、このソース電極Ｓは半導体層２２の表面と部分的に
接触している。

更に、信号線１８及びソース電極Ｓと同一の材料で同時に形成されたドレイン電極Ｄが
ゲート絶縁膜２１上に設けられており、このドレイン電極Ｄはソース電極Ｓと近接配置さ
れて半導体層２２と部分的に接触している。液晶表示パネル１０Ａの隣接する走査線１６
と信号線１８とによって囲まれた領域が１サブ画素領域に相当する。そしてゲート電極Ｇ
、ゲート絶縁膜２１、半導体層２２、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄによってスイッチン
グ素子となるＴＦＴが構成されている。更に、信号線１８、ＴＦＴ及びゲート絶縁膜２１
の露出部分を覆うようにして例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素等からなる透明なパッシベー
ション膜２３が積層されている。

表示用サブ画素１４Ａでは、パッシベーション膜２３を覆うようにしてＩＴＯないしＩ
ＺＯ等の透明導電性材料からなる上電極２４が平面視で下電極２０と重畳して形成されて
いる。視野角制御用サブ画素１５Ａでは、パッシベーション膜２３を覆うようにして上電
極２４と同一工程且つ同一材料で、視野角制御用第１電極２５が視野角制御用サブ画素１
５Ａの略全透明領域に形成されている。

表示用サブ画素１４Ａでは、パッシベーション膜２３を貫通してＴＦＴのドレイン電極
Ｄに達するコンタクトホール２６が形成され、上電極２４はＴＦＴのドレイン電極Ｄに電
気的に接続されている。そのため、上電極２４は画素電極として作動する。同じく視野角
制御用サブ画素１５Ａでは、パッシベーション膜２３を貫通してＴＦＴのドレイン電極Ｄ
に達するコンタクトホール２６が形成され、視野角制御用第１電極２５がＴＦＴのドレイ
ン電極Ｄに電気的に接続されている。そのため、視野角制御用第１電極２５は画素電極と
して作動する。そして、上電極２４及び視野角制御用第１電極２５の表面を覆うように、
例えばポリイミドからなる第１配向膜２７が積層されている。第１配向膜２７には図１の
Ｙ軸方向にラビング処理が施されている。

表示用サブ画素１４Ａでは、上電極２４に信号線１８の延在方向に延在する「く」字状
のスリット状開口２８が形成されている。表示用サブ画素１４Ａは縦長であるため、スリ
ット状開口２８を横方向に延在させるとスリット状開口２８の両端の数が多くなる。この
スリット状開口２８の端部は液晶分子の異常配向領域となる。そこで、第１の実施形態の
液晶表示パネル１０Ａでは、図１に示すように、スリット状開口２８の延在方向をＹ軸方
向にすることにより、スリット状開口２８の端部の数を少なくし、開口率の低下を低減し
ている。

「く」字状のスリット状開口２８の延在方向はラビング方向に対して約＋５度及び約−
５度傾斜している。全てのスリット状開口２８をラビング方向に対して時計方向あるいは
反時計方向に傾くようにすると、液晶分子が一方向にねじれるため視角方向によって色が
変化する現象が現れる。これは、液晶分子を見る方向によって見かけのリタデ−ションが
変化するためである。これを低減するために、第１の実施形態の液晶表示パネル１０Ａで
はスリット状開口２８の延在方向が時計方向に対して約＋５度傾くドメインと約−５度傾
くドメインを設けている。なお、スリット状開口２８とともに信号線１８も「く」字状に
屈折しているが、信号線１８そのものは屈折させないで、直線状に形成してもよい。つま
りサブ画素の形状が、一般的によく見うけられるような矩形状となるようなものでもよい
。

カラーフィルター基板ＣＦは透明な絶縁性を有するガラスや石英、プラスチック等から
なる第２透明基板２９を基体としている。第２透明基板２９の表面には、ＩＴＯないしＩ
ＺＯ等の透明導電性材料からなる視野角制御用第２電極３０Ａが１画素１１Ａ分の全領域
に形成されている。視野角制御用サブ画素１５Ａの視野角制御用第２電極３０Ａは共通電
極として作動し、表示用サブ画素１４Ａの視野角制御用第２電極３０Ａはシールド電極と
して作動する。そして、表示用サブ画素１４Ａでは、視野角制御用第２電極３０Ａ上に、
走査線１６及び信号線１８に対向する位置に遮光性を有する樹脂や金属からなる遮光層３
１が形成され、表示用サブ画素１４Ａ毎に異なる色の光（たとえば、Ｒ、Ｇ、Ｂ、無色Ｗ
）を透過するカラーフィルター層３２が形成されている。

表示用サブ画素１４Ａの遮光層３１およびカラーフィルター層３２並びに視野角制御用
サブ画素１５Ａの視野角制御用第２電極３０Ａを覆うようにして例えばフォトレジスト等
の透明樹脂材料からなるオーバーコート層３３が積層されている。表示用サブ画素１４Ａ
のオーバーコート層３３は異なる色のカラーフィルター層３２による段差を平坦にし、ま
た、遮光層３１やカラーフィルター層３２から流出する不純物が液晶層ＬＣ内に入らない
ように遮断するために形成されている。視野角制御用サブ画素１５Ａのオーバーコート層
３３は誘電体機能を奏するものとして形成されている。そして、オーバーコート層３３を
覆うようにして、例えばポリイミドからなる第２配向膜３４が形成されている。第２配向
膜３４には第１配向膜２７とは逆方向のラビング処理が施されている。

このようにして形成されたアレイ基板ＡＲ及びカラーフィルター基板ＣＦを互いに対向
させ、両基板の周囲にシール材（図示省略）を設けることにより両基板を貼り合せ、両基
板間にホモジニアス配向の液晶を充填することにより第１実施形態に係る液晶表示パネル
１０Ａの液晶表示パネル１１Ａが得られる。なお、液晶層ＬＣを所定の厚みに保持するた
めのスペーサ（図示省略）がカラーフィルター基板ＣＦに形成されている。

上述の構成により、表示用サブ画素１４Ａでは、ＴＦＴがＯＮ状態になると、下電極２
０と上電極２４との間に電界が発生し、液晶層ＬＣの液晶分子の配向が変化する。これに
より、液晶層ＬＣの光透過率が変化してＦＦＳモードで画像を表示することとなる。また
、下電極２０と上電極２４がパッシベーション膜２３を挟んで対向する領域は、補助容量
を形成し、ＴＦＴがＯＦＦ状態になったときに下電極２０と上電極２４との間の電界を所
定時間保持する。また、表示用サブ画素１４Ａでは、カラーフィルター基板ＣＦの視野角
制御用第２電極３０Ａはシールド電極として作動するので、人の指などによって外部から
液晶表示パネル１０Ａに印加される静電気で表示画像が乱れることを抑制することができ
る。

視野角制御用サブ画素１５Ａでは、そのＴＦＴがＯＮ状態になると、アレイ基板ＡＲの
視野角制御用第１電極２５とカラーフィルター基板ＣＦの視野角制御用第２電極３０Ａと
の間に電界が発生し、液晶層ＬＣのホモジニアス配向する液晶分子の配向方向が表示面に
対して垂直に変化する。これにより、視野角制御用サブ画素１５Ａにおいて、左右方向か
らは無彩色の光漏れが発生するので、左右方向からは表示領域１２Ａが視認し難くなり、
見かけ上表示領域１２Ａの視野角が狭くなる。

従来の視野角制御を行う液晶表示パネルは、図１１のＢ１に示すとおり、視野角制御用
サブ画素のＴＶ曲線が急峻に変化しており、表示用サブ画素のＴＶ曲線とは大きく異なっ
ている。そこで、視野角制御用サブ画素の両電極間の誘電体による好ましい容量について
検討を行った。なお、図１１における曲線Ｂ１は正面視でのＴＶ曲線を示し、Ａ１、Ｂ２
及びＢ３は斜め方向４０°から視認した場合のＴＶ曲線を示す。

視野角制御用サブ画素の両電極の電圧をＶall、液晶層部分の電圧をＶＬｃ、液晶層以
外の誘電体部分の電圧をＶｃ、液晶層による容量をＣ１、誘電体による容量（配向膜によ
る容量も含む）をＣ２とすると、
Ｖall＝ＶＬｃ＋Ｖｃ
となる。ここで直列接続されたコンデンサ間の電圧分配を考慮すると、
ＶＬc×Ｃ１＝Ｖｃ×Ｃ２
となるから、
Ｖall＝ＶＬｃ×（１＋（Ｃ１／Ｃ２））
となる。
ここで、Ｖall及びＶＬｃを種々変えて実験を行った結果、Ｖall≧３Ｖ、ＶＬｃ≦２Ｖ
の場合、Ｃ２／Ｃ１≧０．５となると視野角制御用サブ画素のＴＶ特性の急峻の緩和効果
が大きく現れるようになる。このような結果の一例を図１１の曲線Ｂ２に示した。なお、
図１１における曲線Ａ１は表示画素のＶＴ曲線である。

なお、Ｃ１／Ｃ２には上限がないというわけではなく、視野角制御用サブ画素の一対の
電極間に印加される電圧Ｖallの値によって変化するが、液晶層以外の誘電体膜による容
量Ｃ２が大きすぎると、液晶制御用に使用されるＶＬｃが小さくなるために視野角制御効
果が低下し出す。例えば、Ｖall≦６Ｖとし、ＶＬｃ≧１とした場合、Ｃ２／Ｃ１≦５位
が適当となる。そのため、Ｃ１／Ｃ２の上限については、Ｖ≦６Ｖ且つＶＬｃ≧１のとき
、Ｃ１／Ｃ２≦５が好ましい。

特許文献１〜３に示されるように、従来の液晶表示パネルの視野角制御用サブ画素では
、両電極間の誘電体として、液晶層と配向膜以外のものが存在していなかった。配向膜の
厚みは５００Å〜１０００Å程度と薄いので、Ｃ１／Ｃ２≧０．５を満足しない。Ｃ１／
Ｃ２≧０．５を満足するには、液晶層以外の誘電体の厚さが５０００Å以上必要である。

そのため、視野角制御用サブ画素の両電極間に液晶層とも配向膜とも異なる誘電体膜を
追加する必要が生じるわけである。上述の第１実施形態では、この追加の誘電体膜として
、表示用サブ画素１４Ａのカラーフィルター基板ＣＦのオーバーコート層３３が視野角制
御用サブ画素１５Ａまで延在されている。これにより、別途誘電体膜の製造工程を増加さ
せることなく、視野角制御用サブ画素１５Ａに誘電体膜を追加することができる。

この場合、上述のように、Ｃ１／Ｃ２≧０．５を満足する膜厚の誘電体膜を追加するこ
とが好ましいが、Ｃ１／Ｃ２≧０．５を満足しなくても、図１１のＢ２に示したように、
視野角制御用サブ画素のＴＶ曲線を従来よりも緩やかにすれば、視野角制御用サブ画素の
ＴＶ曲線を表示用サブ画素のＴＶ曲線に近づける効果はある。なお、第１実施形態でのＣ
２は第１配向膜２７の容量、オーバーコート層３３の容量および第２配向膜３４の容量の
合計である。

なお、上述の第１実施形態では、表示用サブ画素１４Ａと視野角制御用サブ画素１５Ａ
間に段差が生じないようにオーバーコート層３３が形成されたが、オーバーコート層３３
の膜厚を表示用サブ画素１４Ａと視野角制御用サブ画素１５Ａのそれぞれに最適な膜厚に
成膜させることで、表示用サブ画素１４Ａと視野角制御用サブ画素１５Ａ間に段差が生じ
ることがある。

［第１実施形態の変形例］
図５は第１実施形態の変形例の液晶表示パネル１０Ａ'を示す断面図である。図５は第
１実施形態の液晶表示パネル１０Ａにおける図４に対応する。第１実施形態の液晶表示パ
ネル１０Ａでは、視野角制御用サブ画素１５Ａの誘電体膜としてオーバーコート層３３の
みが追加されたが、カラーフィルター層３２自体が誘電体層であるため、視野角制御用サ
ブ画素１５Ａに例えば無色Ｗのカラーフィルター層３２とオーバーコート層３３が形成さ
れているようにしたものである。したがって、図４では表示用サブ画素１４Ａと視野角制
御用サブ画素１５Ａともに、カラーフィルター基板ＣＦのオーバーコート層３３の表面が
平坦なものを記載しているが、視野角制御用サブ画素１５Ａにおけるオーバーコート層３
３の表面が、表示用サブ画素１４Ａにおけるオーバーコート層３３の表面よりも窪んでい
るような状態となる場合もある。

第１実施形態の変形例の液晶表示パネル１０Ａ'においても、視野角制御用サブ画素１
５Ａのカラーフィルター基板ＣＦの構成が表示用サブ画素１４Ａと同様になるので、別途
特殊な製造工程を付加することなく、視野角制御用サブ画素１５ＡのＴＶ曲線を表示用サ
ブ画素１４ＡのＴＶ曲線に近づけることができる。なお、第１実施形態の変形例でのＣ２
は、第１配向膜２７の容量、カラーフィルター層３２の容量、オーバーコート層３３の容
量および第２配向膜３４の容量の合計である。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の液晶表示パネル１０Ｂを、図６を用いて説明する。なお、図６は
第１実施形態の液晶表示パネル１０Ａにおける図４に対応するが、第２実施形態の液晶表
示パネル１０Ｂにおいても第１実施形態の液晶表示パネル１０Ａにおける図１〜図３に対
応する構成は同様であるので図示省略する。また、第２実施形態の液晶表示パネル１０Ｂ
においては、第１実施形態の液晶表示パネル１０Ａと構成が同一の部分については同一の
参照符号を付与し、添え字がある参照符号については添え字を「Ｂ」に変え、その詳細な
説明は省略する。第２実施形態の液晶表示パネル１０Ｂと第１実施形態の液晶表示パネル
１０Ａとの間の構成が相違する主な点は、第１実施形態の液晶表示パネル１０Ａでは視野
角制御用第２電極３０Ａが第２透明基板２９を覆うように形成されているのに対して、第
２実施形態の液晶表示パネル１０Ｂでは視野角制御用第２電極３０Ｂが視野角制御用サブ
画素１５Ｂのオーバーコート層３３上に形成されている点である。

図６に示すように、第２実施形態の表示用サブ画素１４Ｂでは、カラーフィルター基板
ＣＦの第２透明基板２９の最下層に遮光層３１と、表示用サブ画素１４Ｂ毎に異なる色の
光を透過するカラーフィルター層３２が形成されている。表示用サブ画素１４Ｂの遮光層
３１およびカラーフィルター層３２並びに視野角制御用サブ画素１５Ｂの第２透明基板２
９を覆うようにしてオーバーコート層３３が積層されている。

そして、視野角制御用サブ画素１５Ｂでは、オーバーコート層３３を覆うようにＩＴＯ
ないしＩＺＯ等の透明導電性材料からなる視野角制御用第２電極３０Ｂが視野角制御用サ
ブ画素１５Ｂのみに形成されている。そして、視野角制御用第２電極３０Ｂを覆うように
して、例えばフォトレジスト等の透明樹脂材料からなる樹脂層３５が形成されている。表
示用サブ画素１４Ｂのオーバーコート層３３と視野角制御用サブ画素１５Ｂの樹脂層３５
を覆うようにして、第２配向膜３４が形成されている。第２配向膜３４には第１配向膜２
７とは逆方向のラビング処理が施されている。樹脂層３５が追加の誘電体膜であり、その
厚さはＣ１／Ｃ２≧０．５を満足するように設計されている。なお、第２実施形態でのＣ
２は第１配向膜２７の容量、樹脂層３５の容量および第２配向膜３４の容量の合計である
。

このように、視野角制御用第２電極がオーバーコート層上に形成されているときは、視
野角制御用第２電極と第２配向膜の間に誘電体膜（第２実施形態の樹脂層３５）を設ける
ことで、視野角制御用サブ画素のＴＶ曲線を従来よりも緩やかにし、表示用サブ画素のＴ
Ｖ曲線に近づけることができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態の液晶表示パネル１０Ｃを、図７〜図１０を用いて説明する。なお
、第３実施形態の液晶表示パネル１０Ｃにおける図７〜図１０は、それぞれ第１実施形態
の液晶表示パネル１０Ａにおける図１〜図４に対応する。第３実施形態の液晶表示パネル
１０Ｃにおいては、第１実施形態の液晶表示パネル１０Ａと構成が同一の部分については
同一の参照符号を付与し、添え字がある参照符号については添え字を「Ｃ」に変え、その
詳細な説明は省略する。

第３実施形態の液晶表示パネル１０Ｃと第１実施形態の液晶表示パネル１０Ａとの間の
構成が相違する主な点は、第１実施形態の表示用サブ画素１４Ａの画素電極として作動す
るのは上電極２４であるのに対して、第３実施形態の表示用サブ画素１４Ｃの画素電極と
して作動するのは下電極２０（図８及び図１０参照）である点である。このために、第３
実施形態の液晶表示パネル１０Ｃでは、下電極２０と上電極２４の間の電極間絶縁膜３６
の製造工程と同一工程で視野角制御用サブ画素１５Ｃの追加の誘電体膜を形成することが
できる。

図７に示すように、第３実施形態の液晶表示パネル１０Ｃでは、アレイ基板ＡＲの表示
用サブ画素１４Ｃと視野角制御用サブ画素１５ＣにはいずれもＸ軸方向に延在する走査線
１６と、Ｙ軸方向に延在する信号線１８と、ＴＦＴを備えている。表示用サブ画素１４Ｃ
のＴＦＴと視野角制御用サブ画素１５ＣのＴＦＴは同一構成である。

図８〜図１０に示したように、アレイ基板ＡＲは第１透明基板１９を基体としている。
第１透明基板１９上には、走査線１６が形成されている。走査線１６からはゲート電極Ｇ
が延設されている。走査線１６、ゲート電極Ｇを覆うようにしてゲート絶縁膜２１が積層
されている。そして、平面視でゲート電極Ｇと重なるゲート絶縁膜２１上には半導体層２
２が形成されている。ゲート絶縁膜２１上には信号線１８が形成されている。この信号線
１８からはソース電極Ｓが延設され、このソース電極Ｓは半導体層２２の表面と部分的に
接触している。

更に、信号線１８及びソース電極Ｓと同一の材料で同時に形成されたドレイン電極Ｄが
ゲート絶縁膜２１上に設けられており、このドレイン電極Ｄはソース電極Ｓと近接配置さ
れて半導体層２２と部分的に接触している。そしてゲート電極Ｇ、ゲート絶縁膜２１、半
導体層２２、ソース電極Ｓ、ドレイン電極Ｄによってスイッチング素子となるＴＦＴが構
成されている。更に、信号線１８、ＴＦＴ及びゲート絶縁膜２１の露出部分を覆うように
して、例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素等からなる透明なパッシベーション膜２３積層され
ている。パッシベーション膜２３を覆うようにしてフォトレジスト等の透明樹脂材料から
なり表面が平坦となされた層間樹脂膜３７が形成されている。

表示用サブ画素１４Ｃでは、層間樹脂膜３７を覆うようにしてＩＴＯないしＩＺＯ等の
透明導電性材料からなる下電極２０が形成されている。視野角制御用サブ画素１５Ｃでは
、図７、図９及び図１０に示すように、層間樹脂膜３７を覆うようにして下電極２０と同
一工程且つ同一材料で、視野角制御用第１電極２５が視野角制御用サブ画素１５Ｃの略全
透明領域に形成されている。表示用サブ画素１４Ｃでは、層間樹脂膜３７、パッシベーシ
ョン膜２３を貫通してＴＦＴのドレイン電極Ｄに達するコンタクトホール２６が形成され
、下電極２０はＴＦＴのドレイン電極Ｄに電気的に接続されている。そのため、下電極２
０は画素電極として作動する。同じく視野角制御用サブ画素１５Ｃでは、層間樹脂膜３７
、パッシベーション膜２３を貫通してＴＦＴのドレイン電極Ｄに達するコンタクトホール
２６が形成され、視野角制御用第１電極２５がＴＦＴのドレイン電極Ｄに電気的に接続さ
れている。そのため、視野角制御用第１電極２５は画素電極として作動する。

表示用サブ画素１４Ｃの下電極２０、視野角制御用サブ画素１５Ｃの視野角制御用第１
電極２５を覆うようにして例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素等からなる透明な電極間絶縁膜
３６が積層されている。表示用サブ画素１４Ｃでは、電極間絶縁膜３６を覆うようにして
ＩＴＯないしＩＺＯ等の透明導電性材料からなる上電極２４が隣接する表示用サブ画素１
４Ｃに跨って形成されている。第１実施形態の場合と同様に、上電極２４にはスリット状
開口２８が形成されている。この上電極２４は表示領域１２Ｃの周辺部等においてコモン
配線（図示省略）に接続されており、共通電極として作動する。そして、上電極２４及び
電極間絶縁膜３６の表面を覆うようにして第１配向膜２７が積層されている。第１配向膜
２７には図７のＹ軸方向にラビング処理が施されている。

第３実施形態のカラーフィルター基板ＣＦの構成は第１実施形態のカラーフィルター基
板ＣＦと同一である。したがって、視野角制御用サブ画素１５Ｃでは、視野角制御用第１
電極２５と視野角制御用第２電極３０Ｃの間に追加の誘電体膜としてオーバーコート層３
３が形成されている。また、視野角制御用サブ画素１５Ｃでは、視野角制御用第１電極２
５を覆うようにして電極間絶縁膜３６が積層されているので、電極間絶縁膜３６も追加の
誘電体膜となる。すなわち、第３実施形態でのＣ２は第１配向膜２７の容量、オーバーコ
ート層３３の容量、パッシベーション膜２３の容量および第２配向膜３４の容量の合計で
ある。

このように、第３実施形態のＦＦＳモードの液晶表示パネル１０Ｃでは下電極２０が画
素電極となっているが、視野角表示用サブ画素１５Ｃでは、表示用サブ画素１４Ｃの電極
間絶縁膜３６の形成と同時に追加の誘電体膜を形成することができる。これにより、製造
工程の削減となる。また、このように、アレイ基板ＡＲ側でも誘電体膜を追加して、視野
角制御用サブ画素のＴＶ曲線を従来よりも緩やかにし、表示用サブ画素のＴＶ曲線に近づ
けることができる（図１１のＢ３参照）。

なお、上記第１実施形態〜第３実施形態（第１実施形態の変形例も含む）の液晶表示パ
ネル１０Ａ〜１０Ｃでは、表示用サブ画素がＦＦＳモードで作動する場合について説明し
た。しかしながら、上記特許文献１及び２にも示されているように、ＩＰＳモードやＶＡ
モードの液晶表示パネルに対しても視野角制御を行うことが可能である。また、上記実施
形態においては、１画素に表示用サブ画素とともに、視野角制御用サブ画素が一つ必ず形
成されているものを示したが、視野角制御用サブ画素は１画素に一つ必ず必要というわけ
ではないので、液晶表示パネルにおいて、１画素に視野角制御用サブ画素があるものと、
視野角制御用サブ画素がないものとが混在しているような場合であってもよい。

１０Ａ〜１０Ｃ…液晶表示パネル１１Ａ〜１１Ｃ…画素１２Ａ〜１２Ｃ…表示領域
１３Ａ〜１３Ｃ…視野角制御領域１４Ａ〜１４Ｃ…表示用サブ画素１５Ａ〜１５Ｃ
…視野角制御用サブ画素１６…走査線１７…コモン配線１８…信号線１９…第１
透明基板２０…下電極２１…ゲート絶縁膜２２…半導体層２３…パッシベーショ
ン膜２４…上電極２５…視野角制御用第１電極２６… コンタクトホール２７…
第１配向膜２８…スリット２９…第２透明基板３０Ａ〜３０Ｃ…視野角制御用第２
電極３１…遮光層３２…カラーフィルター層３３…オーバーコート層３４…第２
配向膜３５…樹脂層３６…電極間絶縁膜３７…層間樹脂膜ＡＲ…アレイ基板Ｃ
Ｆ…カラーフィルター基板Ｄ…ドレイン電極Ｇ…ゲート電極ＬＣ…液晶層Ｓ…ソ
ース電極ＴＦＴ…薄膜トランジスター

Claims

液晶層を挟持して対向配置された第１基板及び第２基板を有し、表示用サブ画素と視野
角制御用サブ画素とが配置され、
前記視野角制御用サブ画素は、前記第１基板に形成された電極と前記第２基板に形成さ
れた電極とからなる一対の電極と、前記一対の電極間に前記液晶層を挟む一対の配向膜が
形成されている液晶表示パネルであって、
前記視野角制御用サブ画素は縦電界方式であり、前記一対の電極間に前記液晶層及び前
記配向膜とは異なる誘電体膜が形成されていることを特徴とする液晶表示パネル。
前記視野角制御用サブ画素は、前記一対の電極間の前記液晶層による容量をＣ１とし、
前記液晶層以外の誘電体膜による容量をＣ２としたとき、
Ｃ２／Ｃ１≧０．５
の関係を満たしていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネル。
前記表示用サブ画素には樹脂膜及び無機絶縁膜の少なくとも一方が形成され、前記視野
角制御用サブ画素の誘電体膜は前記表示用サブ画素に形成されている前記樹脂膜及び前記
無機絶縁膜の少なくとも一方と同一の材料からなることを特徴とする請求項１に記載の液
晶表示パネル。
前記表示用サブ画素は、前記第１基板に前記液晶層の液晶分子に電界を印加する一対の
電極が形成されたインプレーンスイッチングモードで作動するものであることを特徴とす
る請求項１に記載の液晶表示パネル。
前記表示用サブ画素は、前記第１基板に前記液晶層の液晶分子に電界を印加する一対の
電極が形成されたフリンジフィールドスイッチングモードで作動するものであり、前記無
機絶縁膜は前記表示用サブ画素の前記一対の電極間に形成されている電極間絶縁膜と同一
の材料からなることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示パネル。
前記樹脂膜はカラーフィルター層を覆うオーバーコート層と同一の材料で形成されてい
ることを特徴とする請求項３に記載の液晶表示パネル。
前記視野角制御用サブ画素は電圧−透過率曲線が前記表示用サブ画素のものと同様とな
されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示パネル。
前記視野角制御用サブ画素は前記表示用サブ画素の階調テーブルを共通使用しているこ
とを特徴とする請求項７に記載の液晶表示パネル。
前記視野角制御用サブ画素の前記第２基板側に形成された電極は前記表示用サブ画素に
亘って延在されており、前記表示用サブ画素のシールド電極を兼ねていることを特徴とす
る請求項４又は５のいずれかに記載の液晶表示パネル。